(57)【要約】【課題】ダイス基体部から分離されて移動する複数片の割り型を突き出して確実にワークを解放及び排出でき、ワークの形状や寸法の変更に対し突き出し動作のストローク特性を自在に変更して対応できる圧造機を提供する。【解決手段】基台９１に並設された複数個のダイスと、第一駆動部により基台に対して往復駆動されるラムに並設された複数個のパンチと、第一駆動部に連動駆動されてダイスからワークを突き出すキックアウトピン６とを備え、圧造成形を行ったのちキックアウトピン６でワークを突き出し排出する圧造機１において、ダイス２の少なくとも１個は、ダイス基体部２１から分離されて移動することによりワークＷを解放する複数片の割り型２３を有し、ダイス基体部２１から割り型２３を突き出すスリーブ４と、第一駆動部から独立してスリーブ４を駆動する第二駆動部（油圧サーボ機構５）と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台に並設された複数個のダイスと、第一駆動部により前記基台に対して往復駆動されるラムに並設された複数個のパンチと、前記第一駆動部に連動駆動されて前記ダイスからワークを突き出すキックアウトピンとを備え、各前記ダイスに前記ワークを装填し、各前記ワークに各前記パンチを打圧して各前記ダイスとの間で圧造成形を行ったのち、前記キックアウトピンで前記ワークを突き出し排出する圧造機において、
前記ダイスの少なくとも１個は、ダイス基体部から分離されて移動することにより前記ワークを解放する複数片の割り型を有し、
前記ダイス基体部から前記割り型を突き出すスリーブと、前記第一駆動部から独立して前記スリーブを駆動する第二駆動部と、を備えることを特徴とする圧造機。
【請求項２】
複数片の前記割り型は、付勢手段によって互いに遠ざかる方向に付勢され、圧造成形時には前記ダイス基体部の円錐内面状の受圧面に支持されるとともに前記ワークの外周を等角度分割して支持する請求項１に記載の圧造機。
【請求項３】
前記第一駆動部の周回タイミングを検出するタイミング検出センサと、前記スリーブの位置を検出するストローク検出センサと、検出された前記周回タイミング及び前記スリーブの前記位置を参照して前記第二駆動部を制御する制御部と、を備える請求項１または２に記載の圧造機。
【請求項４】
前記第二駆動部は油圧サーボ機構であり、前記油圧サーボ機構は前記ワークを次段の前記ダイスに順送りする移送装置に共用されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数組のダイス及びパンチにより圧造成形を行う圧造機に関し、より詳細には、ダイス基体部から分離されて移動する複数片の割り型を有するダイスからワークを排出する突き出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の工程でそれぞれワークを圧造成形して所定形状の部品を製造する圧造機では、複数組のダイス及びパンチをそれぞれ基台とラムに対向配置し、駆動源によりラムを往復駆動する方式が一般的になっている。各組では、ダイスにワークを装填し、パンチをワークに打圧してダイスとの間で圧造成形を行い、突き出し装置によりダイスからワークを排出し、移送装置によりワークを順送りするようになっている。突き出し装置や移送装置は、圧造成形のタイミングと協調して動作する必要があるため、ラムと駆動源を共有し伝達軸やカムを組み合わせて駆動力を伝達する構成が採用されている。
【０００３】
突き出し装置は、圧造成形後にパンチがダイスから後退したとき、ダイス内に残されたワークを突き出して排出し、移送装置による順送りを可能とするものである。ワークの突き出しを行うキックアウトピンの形状や動作ストローク特性は、ワークの形状に合わせて適宜工夫されている。本願出願人は、その一例を特許文献１の圧造機のキックアウト装置に開示している。特許文献１のキックアウト装置は、例えばトリミングパンチでワーク頭部の外周部を削り取って六角ボルトを圧造成形する圧造機において、キックアウトピンを別々のカムで駆動し２回に分けて突き出す構成としている。そして、キックアウトピンの初回の突き出しでトリミングした削り屑を分離し、続く２回目の突き出しでワークを排出するようになっている。
【０００４】
一方、ワークの形状によっては、ダイス基体部から分離されて移動する複数片の割り型を有するダイスが必要になる場合がある。例えば、棒状ワークの両端部を拡径成形してダンベル形状の部品を製造する場合、一端側の拡径成形には通常の一体ダイスを用いることができるが、後から行う他端側の拡径成形に割り型が必要となる。なぜなら、他端側の拡径成形を行うときにワークの中央の小径部を支持するとともに、成形後はワークを解放する必要があるからである。従来、複数の割り型は、付勢手段によって互いに遠ざかる方向に付勢されるとともに、圧造成形時にはダイス基体部の円錐内面状の受圧面に支持される構造が採用されている。この構造では、突き出された割り型は、受圧面に沿って外向きに移動しつつ互いに遠ざかって拡がることで、自動的にワークを解放するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の従来の割り型はワークとともに突き出されたときに、まず割り型が拡がってワークを解放し、次にワークのみが突き出されて排出されるように動作する必要がある。しかしながら、このような複雑な動作を単一のキックアウトピンで確実に行おうとすると、動作ストロークの設定が難しく、さらには割り型の形状も制約される。また、キックアウトピンの駆動源をラムと共用してカムなどで駆動力を伝達する構成では、動作ストロークは固定されたものとなるため、ワークの形状や寸法を変更したときの対応が難しく、調整にも手間がかかる。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、ダイス基体部から分離されて移動する複数片の割り型を突き出して確実にワークを解放及び排出でき、ワークの形状や寸法の変更に対し突き出し動作のストローク特性を自在に変更して対応できる圧造機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧造機は、基台に並設された複数個のダイスと、第一駆動部により前記基台に対して往復駆動されるラムに並設された複数個のパンチと、前記第一駆動部に連動駆動されて前記ダイスからワークを突き出すキックアウトピンとを備え、各前記ダイスに前記ワークを装填し、各前記ワークに各前記パンチを打圧して各前記ダイスとの間で圧造成形を行ったのち、前記キックアウトピンで前記ワークを突き出し排出する圧造機において、前記ダイスの少なくとも１個は、ダイス基体部から分離されて移動することにより前記ワークを解放する複数片の割り型を有し、前記ダイス基体部から前記割り型を突き出すスリーブと、前記第一駆動部から独立して前記スリーブを駆動する第二駆動部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
さらに、複数片の前記割り型は、付勢手段によって互いに遠ざかる方向に付勢され、圧造成形時には前記ダイス基体部の円錐内面状の受圧面に支持されるとともに前記ワークの外周を等角度分割して支持する、ことが好ましい。
【００１０】
また、前記第一駆動部の周回タイミングを検出するタイミング検出センサと、前記スリーブの位置を検出するストローク検出センサと、検出された前記周回タイミング及び前記スリーブの前記位置を参照して前記第二駆動部を制御する制御部と、を備えるようにしてもよい。
【００１１】
前記第二駆動部は油圧サーボ機構であり、前記油圧サーボ機構は前記ワークを次段の前記ダイスに順送りする移送装置に共用されている、ことでもよい。
【発明の効果】
【００１２】
上述の本発明の圧造機によれば、スリーブを第一駆動部から独立した第二駆動部で駆動することができる。したがって、第一駆動部に駆動されたラムによる圧造成形が行われた後の適切な動作タイミングに適切なストローク特性を設定して割り型を突き出し、ワークを解放することができる。そして次に、キックアウトピンによりワークを突き出して、確実に排出することができる。また、ワークの形状や寸法が変更されても、スリーブの動作タイミングやストローク特性を自由に変更できるので、容易にかつ確実に割り型からワークを解放することができる。
【００１３】
タイミング検出センサ、ストローク検出センサ及び制御部を備える態様では、制御部は、周回タイミングを認識することにより、連動駆動されるキックアウトピンの位置を間接的に認識できる。つまり、制御部は、スリーブの位置を検出しつつ、キックアウトピンの動作ストロークにあわせて第二駆動部を制御して、スリーブの動作ストロークをフィードバック制御するので、割り型の突き出し動作を高精度に制御することができる。また、ワークの形状や寸法の変更に対し、制御部内の制御情報を更新する簡単な手間とわずかなコストで、適切な動作タイミング及びストローク特性を設定して対応することができる。
【００１４】
第二駆動部を油圧サーボ機構として移送装置と共用する態様では、専用の第二駆動部を新たに設ける必要がないので、圧造機のコスト上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態の圧造機の全体構成を説明する側面図である。
【図２】図１の圧造機の要部を説明する側面断面図である。
【図３】図１及び図２の圧造機で製造するワークの形状を説明する図である。
【図４】実施形態において、ダイスにワークを装着する装着工程の説明図である。
【図５】実施形態における、圧造成形工程の説明図である。
【図６】実施形態において、ダイスからワークを排出する排出工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を実施するための形態を、図１〜図６を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の圧造機の全体構成を説明する側面図である。圧造機１は、基台９１に各部材が組み付けられて構成されている。ダイスホルダ９２は、基台９１に固定して設けられており、紙面表裏方向に複数個のダイスが図中左方を向いて並設されている。このうち最も手前側のダイス２は、ダイス基体部２１及び３片の割り型２３で構成されている。図略のラムは、基台９１に対して図中左右方向に往復駆動されるものであり、ラムを駆動する第一駆動部として図略のモータが設けられている。ラムには、パンチホルダ９７が固定して設けられており、複数個のパンチが図中右方を向きダイスと対向し軸線を共有して並設されている。
【００１７】
ダイスとパンチはそれぞれ組になっており、各ダイスにワークＷを装填したのちラムが駆動されると、パンチが図中右方に駆動されてワークＷを打圧し、ダイスとの間で圧造成形を行うように構成されている。ダイスとパンチの組のうち、紙面奥側が上流工程で紙面手前側が下流工程であり、下流工程に順送りされたワークＷは、手前側のダイス２及びこれと組になったパンチ３での圧造成形が終わると部品として完成するようになっている。各組には、圧造成形後のワークＷを前方（図中左方）に排出するためにキックアウトピン６及びその駆動機構７からなる突き出し装置が設けられている。駆動機構７は、ラムを駆動するモータに連動駆動される伝達軸７１、枢支点Ａ１を中心として揺動する中間レバー７２、枢支点Ａ２を中心として揺動するキックアウトレバー７３、で構成されている。キックアウトピン６は連動駆動されるので、パンチ３の往復動に対して固定されたタイミングで突き出し動作を行う。また、ダイス２を含む組には、割り型２３を前方（図中左方）に突き出すスリーブ４が設けられ、スリーブ４を駆動する第二駆動部として油圧サーボ機構５が設けられている。
【００１８】
上記のほか、線材を所定長に切断してワークＷの原材を製作する線材切断装置や、ワークＷを把持して順次下流のダイス及びパンチの組に順送りする移送装置も設けられている。移送装置において、ワークＷを移送する駆動源にはモータが共用され、ワークＷの把持および解放を行うフィンガの駆動源には油圧サーボ機構５が共用されている。さらに、移送装置は、ダイス２の上流側でワークＷの前後を入れ替えて、圧造成形を行う箇所を変更するようになっている。
【００１９】
次に、図２を参考にして、圧造機１の要部について詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態の圧造機１の圧造成形を行う要部を説明する側面断面図である。図示されるように、ダイスホルダ９２の前方（図中左方）には断面円形の取り付け孔９２１が形成され、後方には取り付け孔９２１よりも小径の突き出し孔９２２が形成されておいる。取り付け孔９２１には、略筒状のダイス基体部２１が内嵌されている。ダイス基体部２１の内周の前側（図中左側）には、前方に開いた円錐内面状の受圧面２２が形成されている。そして、受圧面２２の内側に３片の割り型２３が配置されている。割り型２３は、ダイス基体部２１の受圧面２２と摺動可能な円錐外面２４を有する円錐台を、中心角１２０°で周方向に概ね三等分した形状となっている。割り型２３同士が向かい合う前記三等分の面には付勢用孔２５が形成されて図略の付勢ばねが挿入されている。付勢ばねは割り型２３同士を互いに遠ざかる方向に付勢しており、各割り型２３の円錐外面２４は受圧面２２に押圧されている。割り型２３の後方（図中右方）には、取り付け孔９２１に摺接し前後に移動可能な筒状のライナ２６が配設されている。ライナ２６は、ワークＷの大径部Ｗ１を保持するように形成されている。
【００２０】
ダイスホルダ９２の取り付け孔９２１の後方側から突き出し孔９２２にかけた軸心には、ライナ２６を貫通してキックアウトピン６が配置されている。キックアウトピン６は段差を有する棒状の部材であり、小径側の先端部６１は、ワークＷの大径部Ｗ１の凹部Ｗ９に嵌入するようになっている。キックアウトピン６の後方側に、第１ピン突出し部材６５が連結して配置されている。第１ピン突出し部材６５は略筒状の部材であり、図中左側の先端がキックアウトピン６の大径側の後端部６２に当接している。第１ピン突出し部材６５の後方側に、第２ピン突出し部材６６が連結して配置されている。第２ピン突出し部材６６は、第１ピン突出し部材６５と略同径で、軸方向の略中央には部分的に拡径された鍔部６７が設けられている。第２ピン突出し部材６６の後端部６８には、図１に示されるように、キックアウトレバー７３が当接している。図１及び図２では、キックアウトピン６は後方位置に図示されており、キックアウトレバー７３が第２ピン突出し部材６６を突き出し操作すると、第１ピン突出し部材６５を介してキックアウトピン６を前方に突き出すようになっている。
【００２１】
スリーブ４は、キックアウトピン６の外周に平行に配置されてライナ２６に後方から当接する複数本の細棒状の突き出しピン４１と、各突き出しピン４１の後方に連結された筒状の中間ピン４２と、中間ピン４２の後方に連結された大径筒状の駆動ピン４３と、で構成されている。駆動ピン４３は、第２ピン突出し部材６６の鍔部６７の外周に配置され、その後端は拡径されてピストン部４４が形成されている。ピストン部４４は、基部９１に形成された環状で油密構造のシリンダ４５内に配置されている。図１及び図２では、スリーブ４は図中右方の後方位置に図示されている。さらに、スリーブ４の中間ピン４２と駆動ピン４３とを結合している段差部４６と、第２ピン突出し部材６６の鍔部６７との間にはコイルばね４７が介装されている。コイルばね４７は、スリーブ４と第２ピン突出し部材６６とを変位可能に結合している。
【００２２】
油圧サーボ機構５は、スリーブ４を駆動する駆動源であり、油圧源からシリンダ４５に連通する２本の油路５１、５２を有している。一方の油路５１はシリンダ４５内のピストン部４４よりも後方に開口し、他方の油路５２はシリンダ４５内のピストン部４４よりも前方に開口しており、バルブなどで作動油を給断できるように構成されている。そして、一方の油路５１に油圧が加えられて作動油が流入し、他方の油路５２から作動油が流出すると、ピストン部４４が前進してスリーブ４が図中のストローク長Ｌだけ前方に突き出されるようになっている。
【００２３】
さらに、スリーブ４の位置を検出するために、ストローク検出センサ８が設けられている。ストローク検出センサ８は、図２に示されるように、基部９１に固定された固定スケール部８１と、スリーブ４の駆動ピン４３に固定された状態で固定スケール部８１を周回する環状の可動検出部８２とにより構成されている。そして、スリーブ４が移動すると、可動検出部８２が固定スケール部８１に対して変位し、所定の信号を出力するようになっている。また、第一駆動部であるモータの駆動の周回タイミングを検出するために、図略のタイミング検出センサが設けられている。ストローク検出センサ８およびタイミング検出センサから出力された信号は図略の制御部に取り込まれている。制御部は、周回タイミングを認識することにより、連動駆動されるキックアウトピン６の位置を間接的に認識できる。つまり、制御部は、スリーブ４の位置を検出しつつ、キックアウトピン６の動作ストロークにあわせて油圧サーボ機構５を制御して、スリーブ４の動作ストロークをフィードバック制御するように構成されている。
【００２４】
次に、この圧造機１で製造するワークＷの形状を、図３を参考にして説明する。図３は、ワークＷの形状を説明する図であり、（１）はダイス２及びパンチ３による圧造成形を行う直前のワークＷの形状、（２）は圧造成形を行った後のワーク完成品ＷＦの形状を示している。ワークＷの原材は線材を一定長で切断した丸棒材であり、上流側のダイス及びパンチにより一端側が既に圧造成形されている。すなわち、図３（１）に示されるように、ワークＷの一端側が拡径成形されて大径部Ｗ１が形成され、その内側に凹部Ｗ９が形成されている。このワークの他端側を拡径成形して別の大径部Ｗ２を形成する際、割り型２３は、中央の小径部Ｗ３を支持し固定側の型としての機能を果たすようになっている。
【００２５】
次に、この圧造機１の動作、作用について、図４〜図６を参考にして説明する。図４はダイス２にワークＷを装着する装着工程の説明図、図５は圧造成形工程の説明図、図６はダイス２からワークＷを排出する排出工程の説明図である。
【００２６】
装着工程の開始時点では、図４（１）に示されるように、キックアウトピン６は駆動機構７に突き出された突き出し位置にある。また、割り型２３はライナ２６を介してスリーブ４（突き出しピン４１）に突き出されており、ダイス基体部２１の受圧面２２の拡がった突き出し位置に離隔して配置されている。ここでまず、移送装置のフィンガ９８がワークＷを移送し、大径部Ｗ１の凹部Ｗ９をキックアウトピン６の先端部６１に嵌入させる。続けて、フィンガ９８は、ワークＷをキックアウトピン６と一緒に図４（２）に示される位置まで押し込む。このとき、コイルばね４７の作用により、スリーブ４及びライナー２６も一緒に押し込まれる。次に、フィンガ９８がダイス２の３片の割り型２３を押し込と、割り型２３は受圧面２２を摺動しつつ付勢ばねに抗して軸心方向に接近し、最終的には図４（３）に示されるようにワークＷの小径部Ｗ３を取り囲んで支持する。これによりワークＷは、割り型２３とライナー２６とキックアウトピン６とにより保持されて、装着工程が終了する。
【００２７】
次の圧造成形工程では、図５に示されるように、パンチ３が駆動されてワークＷの他端側に打圧されると、ダイス２との間で圧造成形が行われ、ワークＷの他端側は塑性変形して別の大径部Ｗ２が形成され、ワーク完成品ＷＦが製造される。このとき、加えられた圧力は、ワークＷから割り型２３の円錐外面２４を経由し、ダイス基体部２１の受圧面２２で受け止められる。
【００２８】
その次の排出工程では、まず、図６（１）に示されるように、パンチ３が戻されて遠ざけられる。次に、キックアウトピン６と押し出しピン４１とがほぼ同時に突き出され、キックアウトピン６がワーク完成品ＷＦを突き出し、押し出しピン４１がライナ２６を介して割り型２３を突き出す。これにより、ワーク完成品ＷＦ及び割り型２３は一緒に前方（図中左方）に移動する。このとき、割り型２３は、受圧面２２を摺動しつつ、付勢ばねに従って自動的に径方向外向きに拡がり徐々に離隔する。そして、図６（２）に示されるように、３片の割り型２３が突き出された最終的な突き出し位置において、各割り型２３は小径部Ｗ３を抜け出て、ワーク完成品ＷＦを解放する。そして、押し出しピン４１及び割り型２３が停止した後に、キックアウトピン６が続いて突き出される。すると、図６（３）に示されるように、ワーク完成品ＷＦが割り型２３の中央の隙間を突き出されて通過し、前方に排出される。排出されたワーク完成品ＷＦは、フィンガ９８により移送されて、排出工程が終了する。
【００２９】
上述の排出工程において、スリーブ４（押し出しピン４１）とキックアウトピン６とをほぼ同時に突き出し、先にスリーブ４を停止して、次にキックアウトピン６のみを突き出すように制御している。ここで、スリーブ４の駆動源は油圧サーボ機構５であり、キックアウトピン６の駆動源はモータであるため、両者を独立して制御することができるので、上述のように動作タイミングの異なる２部材を自在に動作させることができる。また、ワークＷの形状や寸法が変更されたとき、キックアウトピン６のストローク特性は変わらないが、油圧サーボ機構５の制御方法を変更すればスリーブ４のストローク特性は自在に変更することができて、確実にワークの解放及び排出を行うことができる。
【００３０】
また、制御部は逐次、スリーブ４の位置をストローク検出センサ８で直接的に検出し、キックアウトピン６の位置をタイミング検出センサで間接的に検出し、油圧サーボ機構５を制御してスリーブ４の動作ストロークをフィードバック制御している。これにより、従来のカム方式と比較してストローク特性を格段に精度よく制御でき、割り型２３の突き出し動作を高精度化することができる。また、ワークＷの形状や寸法の変更に対し、制御部内の制御情報を更新する簡単な手間とわずかなコストで、適切な動作タイミング及びストローク特性を設定して対応することができる。
【００３１】
さらに、油圧サーボ機構５は従来から移送装置のフィンガ駆動用に設けられていた駆動源であり、これをスリーブ４の駆動源として共用するので、圧造機１のコスト上昇を抑制することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１：圧造機
２：ダイス
２１：ダイス基体部      ２２：受圧面        ２３：割り型
２４：円錐外面          ２５：付勢用孔      ２６：ライナ
３：パンチ
４：スリーブ
４１：突き出しピン      ４２：中間ピン      ４３：駆動ピン
４４：ピストン部        ４５：シリンダ      ４６：段差部
５：油圧サーボ機構（第二駆動部）      ５１、５２：油路
６：キックアウトピン    ６５：第１ピン突出し部材    ６６：第２ピン突出し部材
７：駆動機構（第一駆動部）
８：ストローク検出センサ
８１：固定スケール部      ８２：可動検出部
９１：基台      ９２：ダイスホルダ      ９５：保持部材
９６：嵌合孔    ９７：パンチホルダ      ９８：移送装置のフィンガ
Ｗ：ワーク    Ｗ１：大径部    Ｗ２：別の大径部    Ｗ３：小径部    Ｗ９：凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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